懷來縣未利用地開發(fā)生態(tài)敏感性研究

康 薇, 王曉晴, 張立強(qiáng), 于水瀟, 張俊梅

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 河北 保定 071000; 2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 國(guó)土資源學(xué)院, 河北 保定 071000)

未利用地作為重要的耕地后備資源和生態(tài)系統(tǒng)的一部分，無論在緩解土地供需矛盾還是穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)方面都有重要作用，因此對(duì)其開發(fā)利用要綜合考慮自然安全和生態(tài)安全兩個(gè)方面，嚴(yán)厲禁止開發(fā)過程中的生態(tài)環(huán)境問題的發(fā)生。近幾年，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于未利用地資源的開發(fā)利用研究逐漸深入，涉及領(lǐng)域也越來越廣泛。袁磊[1]等選取南方典型山區(qū)為研究對(duì)象，通過建立三個(gè)分項(xiàng)模型對(duì)山區(qū)未利用地進(jìn)行宜耕評(píng)價(jià)；李婷[2]以低丘緩坡作為研究對(duì)象，引入靜態(tài)數(shù)學(xué)方法，并借助GIS的空間分析功能，對(duì)研究區(qū)未利用地的宜建性等級(jí)進(jìn)行了評(píng)價(jià)；鄧華燦[3]在未利用地開發(fā)評(píng)價(jià)中引進(jìn)景觀生態(tài)學(xué)的理念，兼顧宜建開發(fā)的經(jīng)濟(jì)和景觀雙重效益，并利用馬爾科夫模型對(duì)其未來的擴(kuò)展方向與模式進(jìn)行了預(yù)測(cè)；關(guān)小克[4]等從自然適宜與生態(tài)安全的角度出發(fā)，對(duì)耕地后備資源進(jìn)行宜耕評(píng)價(jià)，通過計(jì)算得出不同條件下的適宜性等級(jí)差別及空間分布差異。生態(tài)敏感性是指在保障一定的生態(tài)質(zhì)量前提下，生態(tài)因子對(duì)自然或人類活動(dòng)變化的適應(yīng)，表征在此狀態(tài)下的生態(tài)環(huán)境問題發(fā)生的概率大小[5]。一般來說，生態(tài)敏感性較高的區(qū)域，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性越差，較易發(fā)生生態(tài)環(huán)境問題。國(guó)內(nèi)外對(duì)生態(tài)敏感性問題的研究成果頗多，研究領(lǐng)域已從單一生態(tài)因子擴(kuò)展到除生態(tài)學(xué)以外的多生態(tài)因子綜合評(píng)價(jià)[6-9]，研究尺度從大尺度流域、省域等向中小尺度演進(jìn)，使研究更加精細(xì)[10-12]。但也存在其不足之處，指標(biāo)體系的選擇較隨意，沒能形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，從自然和人文兩個(gè)角度出發(fā)對(duì)山區(qū)的未利用地進(jìn)行生態(tài)敏感性研究的更是少之又少[13-14]。

文章將未利用地開發(fā)與生態(tài)敏感性研究相結(jié)合，以處于冀西北間山盆地區(qū)的懷來縣為研究區(qū)域，從地形地質(zhì)條件、人類活動(dòng)干擾及生境與水資源環(huán)境3個(gè)方面構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[15-18]，以ArcGIS 9.3為平臺(tái)，對(duì)研究區(qū)未利用地開發(fā)的生態(tài)敏感性進(jìn)行研究，再根據(jù)地形分布特征總結(jié)生態(tài)敏感性的變化規(guī)律[19]。該研究對(duì)于指導(dǎo)未利用地的開發(fā)利用，維護(hù)生態(tài)環(huán)境提供依據(jù)，為懷來縣的生態(tài)建設(shè)提供理論參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

懷來縣位于河北省張家口市東南部，地處冀西北間山盆地區(qū)的東部，具體位置為東經(jīng)115°16′48″—115°58′0″，北緯40°4′10″—40°35′21″，轄區(qū)內(nèi)有17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政單元。懷來縣地理位置十分優(yōu)越，距離市中心只有87 km，交通方便；距首都也僅有120 km，受其輻射影響較大，對(duì)懷來縣的發(fā)展起到了良好的推動(dòng)作用。特別是近年來，經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步上升以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，促使基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，交通條件日益改善，多條省道、國(guó)道、鐵路貫穿境內(nèi)，為其交通提供了極大的便利，同時(shí)拉動(dòng)了縣內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。如今懷來縣已經(jīng)成為重要的交通樞紐，其日益發(fā)達(dá)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)與良好的生態(tài)環(huán)境促使其成為張家口市對(duì)外開放的窗口之一。研究區(qū)內(nèi)土地資源豐富，未利用地資源面積為58 356.19 hm2，占全縣土地總面積的30.86%；其中，其他草地的面積為50 031.3 hm2，內(nèi)陸灘涂面積為7 220.9 hm2，裸地面積為1 071.97 hm2，沙地面積為32.02 hm2。根據(jù)野外實(shí)地調(diào)查，部分未利用地具備開發(fā)為耕地、建設(shè)用地和生態(tài)用地的條件，所以對(duì)未利用地開發(fā)的生態(tài)敏感性的研究日趨重視。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文立足于“河北省典型地區(qū)未利用地的研究和開發(fā)利用”項(xiàng)目。數(shù)據(jù)來源可以分為三種類型：文件數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)和調(diào)查數(shù)據(jù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)資料來源主要包括懷來縣土地利用總體規(guī)劃(2010—2020年)、懷來縣土地調(diào)查更新數(shù)據(jù)、懷來縣地質(zhì)災(zāi)害防治“十二五”規(guī)劃與懷來縣土壤圖，前三項(xiàng)由懷來縣國(guó)土資源局收集獲取，懷來縣土壤圖根據(jù)《河北省土壤志》掃描獲取。文章以懷來縣2015年土地調(diào)查更新數(shù)據(jù)為研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，獲取其現(xiàn)狀土地利用信息資料；懷來縣地形與植被覆蓋等指標(biāo)是由TM遙感影像(地面分辨率為30 m×30 m)和國(guó)際科學(xué)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)提供懷來縣DEM數(shù)據(jù)(空間分辨率為30 m)獲得，數(shù)據(jù)采集單元均為30 m×30 m的柵格單元；其他數(shù)據(jù)資料如土層厚度、表土質(zhì)地等數(shù)據(jù)，主要是通過布設(shè)典型調(diào)查樣點(diǎn)，對(duì)懷來縣具體情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，然后將典型樣點(diǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行空間插值，從而獲取全域未利用地資源的指標(biāo)狀況。研究基于ArcGIS 9.3地理信息平臺(tái)及ENVI 5.1遙感圖像處理平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)資料的處理與分析。

2 研究方法

2.1 劃分格網(wǎng)

評(píng)價(jià)單元作為反映土地屬性特征的基本單元，它的劃分直接對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的正確與否造成影響，是評(píng)價(jià)工作的首要任務(wù)。為了反映區(qū)域未利用地開發(fā)生態(tài)敏感性的空間分異特征，同時(shí)兼顧斑塊大小與斑塊內(nèi)格網(wǎng)數(shù)量，最終確定以500 m×500 m的格網(wǎng)劃分研究區(qū)域。利用ArcGIS 9.3的Fishnet工具在研究區(qū)范圍內(nèi)生成格網(wǎng)，作為評(píng)價(jià)單元。在此基礎(chǔ)上，以懷來縣2015年變更調(diào)查圖作為底圖，將500 m×500 m的格網(wǎng)與其疊加，制作全縣范圍的格網(wǎng)數(shù)據(jù)。然后，以懷來縣未利用地資源的圖斑范圍對(duì)全縣范圍的格網(wǎng)進(jìn)行篩選，剔除非未利用地類的格網(wǎng)，只剩下包含未利用地資源的格網(wǎng)以作為評(píng)價(jià)對(duì)象。同時(shí)疊加高程、坡度、植被覆蓋等屬性數(shù)據(jù)，并以未利用地圖斑提取相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料，以此建立懷來縣未利用地資源開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)，作為實(shí)證分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料。懷來縣未利用地資源格網(wǎng)劃分結(jié)果如圖1所示。

圖1懷來縣未利用地格網(wǎng)劃分

2.2 生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)懷來縣生態(tài)狀況，從地形地質(zhì)條件、人類活動(dòng)干擾和生境與水資源環(huán)境3個(gè)方面選取指標(biāo)，構(gòu)建懷來縣未利用地生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，分別進(jìn)行單因子和綜合狀況的未利用地開發(fā)生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)；最后劃分地形梯度，進(jìn)行基于地形梯度的空間分布特征分析。生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系見表1。

表1 懷來縣未利用地開發(fā)生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2.1 基于地形地質(zhì)條件的指標(biāo)體系 懷來縣的地貌類型較復(fù)雜，平均海拔較高，坡度變化范圍較大，地質(zhì)災(zāi)害和水土流失等自然災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，生態(tài)問題逐漸敏感。通過閱讀總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)[17-18]，針對(duì)懷來縣的具體地形特點(diǎn)，從地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的難易程度、水土流失強(qiáng)度、地形位指數(shù)、地形起伏度4個(gè)角度出發(fā)，進(jìn)行此方面的生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)。其中地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的難易程度以《懷來縣地質(zhì)災(zāi)害規(guī)劃》為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)地調(diào)查與地質(zhì)環(huán)境狀況得出；水土流失受人類干擾逐漸嚴(yán)重，過程較復(fù)雜，多種因素對(duì)其產(chǎn)生影響，本文選取坡度、溝谷密度、植被覆蓋度、年平均降雨量以及未利用地覆蓋類型5個(gè)指標(biāo)，各指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以《水土保持技術(shù)規(guī)范》、《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(SL190～007)以及相關(guān)研究[20-21]為主要的參考依據(jù)，通過對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行等權(quán)重求和，來確定懷來縣水土流失強(qiáng)度大小，依據(jù)分值大小采用自然斷點(diǎn)法進(jìn)行分級(jí)，將水土流失強(qiáng)度劃分為輕度、中度、重度與極重度4個(gè)級(jí)別；地形位指數(shù)與地形起伏度以DEM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，借助ArcGIS的空間分析功能與柵格計(jì)算器得到，其中地形起伏度反映了地表高低起伏的狀況，地形位指數(shù)可以綜合描述高程與坡度變化對(duì)土地利用空間格局的影響，其計(jì)算公式如式(1)所示：

(1)

2.2.2 基于人類活動(dòng)干擾的指標(biāo)體系 人類活動(dòng)干擾指標(biāo)以人類活動(dòng)為主，主要體現(xiàn)人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞方面，人類干擾越嚴(yán)重的地區(qū)，生態(tài)敏感程度越高。本研究針對(duì)人類干擾選取了人口聚集度、村鎮(zhèn)建設(shè)用地影響強(qiáng)度指數(shù)和主要交通干線影響強(qiáng)度指數(shù)3項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)[15]。其中，人口聚集度從人口數(shù)量出發(fā)，根據(jù)數(shù)量的多少來判定對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度，二者之間呈現(xiàn)正相關(guān)，人口集聚度越大對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響就越大，生態(tài)敏感性程度越高。本研究中的人口集聚度用各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的人口密度進(jìn)行表征，即各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的總?cè)丝谂c總面積的比值，依據(jù)分值大小采用自然斷點(diǎn)法將全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的人口聚集度劃分為4個(gè)等級(jí)，即稀疏、較稀疏、密集以及高度密集；主要交通干線影響強(qiáng)度指數(shù)和村鎮(zhèn)建設(shè)用地影響強(qiáng)度指數(shù)主要體現(xiàn)在影響范圍方面，通過ArcGIS 9.3中創(chuàng)建距離緩沖區(qū)來實(shí)現(xiàn)，距離道路和村鎮(zhèn)較近的未利用地受人類干擾較嚴(yán)重，生態(tài)狀況容易受到威脅。具體人類干擾條件劃分見表2。

2.2.3 基于生境與水資源環(huán)境的指標(biāo)體系 懷來縣景觀類型豐富，景觀生態(tài)安全處于相對(duì)安全的水平，但是隨著建設(shè)用地的擴(kuò)張和人類活動(dòng)的干擾，使得以上局面被破壞，生境與水資源環(huán)境受到來自自然和人為的雙重威脅，對(duì)二者的保護(hù)逐漸引起關(guān)注。本研究針對(duì)生境與水資源環(huán)境，選取未利用地覆蓋類型、植被覆蓋度、距河流水系距離及坡向4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)。其中未利用地覆蓋類型通過參考2015年的土地利用現(xiàn)狀圖和實(shí)地調(diào)查結(jié)果得出，再依據(jù)二調(diào)后的分類體系，得到各類型的分級(jí)；距河流水系距離通過ArcGIS 9.3中的緩沖區(qū)技術(shù)實(shí)現(xiàn)；坡向?qū)θ照諘r(shí)間長(zhǎng)短以及土壤水分的再分布有著重要作用，該指標(biāo)的獲取以DEM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過ArcGIS 的坡向分析獲得，并將其劃分為8類坡向，4個(gè)級(jí)別；植被覆蓋度是對(duì)區(qū)域內(nèi)物種豐富程度的一種表征形式，植被覆蓋度越高的區(qū)域，物種較適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳姝h(huán)境，該區(qū)域的生態(tài)敏感程度越低，借助ENVI 4.7軟件和公式(2)，進(jìn)行波段計(jì)算，從而求得NDVI 值，之后利用公式(3)，求得評(píng)價(jià)區(qū)域的植被覆蓋度[22-23]:

(2)

(3)

式中：F為植被覆蓋度；NDVImax，NDVImin分別代表最大、最小的歸一化植被指數(shù)值。具體的生境與水資源環(huán)境條件劃分見表2。

表2 懷來縣未利用地生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.3 綜合評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

由于各指標(biāo)層內(nèi)各指標(biāo)的重要程度相當(dāng)，單因子生態(tài)敏感性指數(shù)計(jì)算方法如下：

(4)

式中：pj表示第j個(gè)生態(tài)問題的敏感性指數(shù)；cij表該生態(tài)問題的第i個(gè)指標(biāo)的敏感性指數(shù)；n代表該生態(tài)問題的指標(biāo)個(gè)數(shù)。其中，敏感性指數(shù)為各敏感級(jí)別所代表的分值。

基于各單因子生態(tài)敏感性的評(píng)價(jià)結(jié)果，采用變異系數(shù)法確定不同生態(tài)問題的權(quán)重，再根據(jù)綜合指數(shù)模型得到基于地形地質(zhì)條件、人類干擾和生境與水資源環(huán)境3方面綜合的生態(tài)敏感性指數(shù)。計(jì)算方法如下：

(5)

(6)

式中：wj為評(píng)價(jià)因子的權(quán)重；vj為評(píng)價(jià)因子的變異系數(shù)；Sj為評(píng)價(jià)因子的標(biāo)準(zhǔn)差；為評(píng)價(jià)因子的均值；i為評(píng)價(jià)因子數(shù)，i=1，2，3。F為綜合生態(tài)敏感性指數(shù)。

根據(jù)上式，通過ArcGIS 9.3軟件得到基于各單因子和綜合的生態(tài)敏感性指數(shù)，并利用自然斷點(diǎn)法對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行聚類，將懷來縣未利用地劃分為低度敏感、中度敏感、重度敏感及極度敏感4個(gè)等別，從而得到懷來縣未利用地生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果等別圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 懷來縣未利用地生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

根據(jù)上述評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)體系，借助ArcGIS9.3軟件，對(duì)懷來縣未利用地進(jìn)行了生態(tài)敏感性單因子評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表3，其空間分布情況見圖2。

由表3可知，在地形地質(zhì)條件方面，生態(tài)敏感性等級(jí)為重度敏感和極度敏感的未利用地資源面積分別為4 216.82 hm2，162.17 hm2，分別占研究區(qū)未利用地資源總面積的7.23%和0.28%，總體看來，該區(qū)域高生態(tài)敏感性未利用地資源受地形地質(zhì)條件的影響不深。從圖2A可以看出，該部分未利用地在縣域南部分布較多，在縣域北部有些許分布。關(guān)鍵是該部分未利用地坡度和高程的變化較大，處于地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)和水土流失程度較嚴(yán)重的地區(qū)，在今后的未利用地資源開發(fā)項(xiàng)目中應(yīng)重點(diǎn)防護(hù)。

表3 懷來縣未利用地開發(fā)生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果

圖2 懷來縣未利用地生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果

在人類干擾方面，生態(tài)敏感性等級(jí)為重度敏感和極度敏感的未利用地資源面積分別為12 159.51 hm2，18 738.30 hm2，分別占懷來縣未利用地總面積的20.84%和32.11%(圖2B)，總體看來該地區(qū)未利用地資源受人類干擾影響較嚴(yán)重。這主要是因?yàn)閼褋砜h多數(shù)未利用地距離城鎮(zhèn)建設(shè)用地和主要交通干線用地較近，該區(qū)域的人口聚集度較高，總體受人類干擾程度較大，在今后的開發(fā)建設(shè)中注重其生態(tài)功能的體現(xiàn)，該區(qū)域可作為重點(diǎn)的生態(tài)建設(shè)區(qū)。

在生境與水資源環(huán)境方面，生態(tài)敏感性等級(jí)為重度敏感和極度敏感的未利用地資源面積分別為12 170.72 hm2，17 016.57 hm2，分別占研究區(qū)未利用地總面積的20.86%和29.16%，針對(duì)生境與水資源環(huán)境來說，極度敏感的未利用地資源較多，且懷來縣的未利用地以其他草地為主，生態(tài)狀況較差，部分未利用地生態(tài)敏感程度較高，主要是因?yàn)槠渲脖桓采w度較低、坡向趨向于陰面或距離河流較遠(yuǎn)。由圖2C可以看出，該部分未利用地主要分布在縣域西北部和南部，在今后的未利用地開發(fā)中著重該地區(qū)的水資源和生態(tài)環(huán)境的防護(hù)工作。

在綜合評(píng)價(jià)方面，評(píng)價(jià)結(jié)果等級(jí)為重度敏感和極度敏感的未利用地面積分別為19 163.18 hm2，10 876.84 hm2，分別占未利用地總面積的32.84%和18.64%，超過了研究區(qū)未利用地總面積的50.00%。結(jié)合圖2D與ArcGIS空間分析可知，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為極度敏感的未利用地主要分布在官?gòu)d鎮(zhèn)、新保安鎮(zhèn)、小南辛堡鎮(zhèn)以及孫莊子鄉(xiāng)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，共占該級(jí)別未利用地面積的67.20%，該區(qū)域的未利用地海拔高，坡度大，地質(zhì)災(zāi)害較易發(fā)生，人口集中程度較低，受到的人為干擾較少，可作為生態(tài)用地進(jìn)行開發(fā)利用；而生態(tài)敏感性等級(jí)為低度敏感的未利用地主要分布在存瑞鎮(zhèn)和官?gòu)d水庫(kù)，該區(qū)域的未利用地植被覆蓋度較低，海拔較低，坡度較小，地形相對(duì)平緩，水土流失強(qiáng)度較弱，不易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，可以適當(dāng)進(jìn)行建設(shè)用地與農(nóng)用地開發(fā)利用。各級(jí)別未利用地在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布情況見表4。

表4 懷來縣未利用地生態(tài)敏感性空間分布狀況

3.2 基于高程梯度的未利用地分布特征分析

經(jīng)對(duì)比分析及參考相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)[24-25]，對(duì)于高程級(jí)別的劃分，由于研究區(qū)的高程在400 m以下和1 200 m以上土地利用類型呈現(xiàn)單一化，以100 m為一級(jí)的劃分方式使得土地利用類型高程梯度性差異不明顯，而以過大的高程差劃分又使得某一高程級(jí)別的土地分布面積過大，不能很好的體現(xiàn)未利用地生態(tài)敏感性的高程梯度性，為能較好體現(xiàn)敏感性狀況隨高程變化的特征，應(yīng)用ArcGIS中Equal Interval劃分方法，選取以200 m高程差為一級(jí)，將研究區(qū)高程劃分為5個(gè)級(jí)別：400～600 m，600～800 m，800～1 000 m，1 000～1 200 m和1 200 m以上。借助ArcGIS 9.3的空間分析功能，將綜合評(píng)價(jià)結(jié)果圖與懷來縣高程圖相互疊加，得到各高程梯度帶各級(jí)別未利用地分布情況，具體結(jié)果見表5。

表5 懷來縣基于高程梯度的不同生態(tài)敏感性等別未利用地分布情況

由表5可以看出，未利用地的數(shù)量在不同的高程梯度帶下差異較大，不同梯度帶下的生態(tài)敏感性等級(jí)也各不相同，存在明顯的高程梯度特征。其中，以400～600 m高程梯度帶未利用地?cái)?shù)量最多，面積為24 283.73 hm2，占懷來縣未利用地總面積的41.61%，1 200 m以上高程梯度帶的未利用地最少，僅為2 118.98 hm2，占懷來縣未利用地總面積的3.63%。生態(tài)敏感性等級(jí)為低度敏感和極度敏感的未利用地均在400～600 m的高程梯度帶上分布較多，面積分別為5 946.18 hm2，3 538.20 hm2，占相應(yīng)生態(tài)敏感性等級(jí)未利用地面積的54.21%和32.53%。相比之下，1 200 m以上海拔較高，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻繁，所以生態(tài)敏感性等別較高的未利用地所占比重較大，一般不存在或少有低級(jí)敏感的未利用地分布。

見表所示，隨著海拔的升高，生態(tài)敏感性等級(jí)為極度敏感的未利用地在各高程梯度帶上所占比例呈上升趨勢(shì)，相對(duì)而言，低度敏感和中度敏感的未利用地所占比例呈下降趨勢(shì)，1 200 m 以上以重度敏感和極度敏感等級(jí)未利用地分布為主。

3.3 基于坡度梯度的未利用地分布特征分析

通過對(duì)懷來縣DEM進(jìn)行坡度提取，同時(shí)運(yùn)用ArcGIS 9.3空間分析功能，得到懷來縣坡度圖?！锻恋乩矛F(xiàn)狀調(diào)查技術(shù)規(guī)程》中針對(duì)不同坡度級(jí)別對(duì)土地利用的不同影響進(jìn)行了如下解釋：0°～2°一般無水土流失現(xiàn)象；2°～6°可發(fā)生輕度土壤侵蝕，需注意水土保持；6°～15°可發(fā)生中度水土流失，應(yīng)采取工程措施，加強(qiáng)水土保持；15°～25°水土流失嚴(yán)重，必須采取工程、生物等綜合措施防治水土流失；>25°為《水土保持法》規(guī)定的開荒限制坡度，即不準(zhǔn)開荒種植農(nóng)作物，已經(jīng)開墾為耕地的，要逐步退耕還林還草[24-25]。本文根據(jù)以上規(guī)程結(jié)合懷來縣特點(diǎn)將研究區(qū)未利用地劃分為0°～2°，2°～6°，6°～15°，15°～25°以及25°以上5個(gè)坡度梯度帶。

疊加未利用地的生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果圖和以上提取的坡度圖，經(jīng)過重分類得到二者的關(guān)系圖，疊加結(jié)果見表6。

表6 懷來縣基于坡度梯度的不同生態(tài)敏感性等別未利用地分布情況

由表6可知，從坡度角度分析，未利用地的分布及其各生態(tài)敏感性等級(jí)的分布也隨著坡度的不同發(fā)生著變化，地形梯度特征較為明顯。其中，未利用地在6°～15°和25°以上兩個(gè)坡度帶上分布較多，面積分別為18 605.31 hm2和26 024.56 hm2，分別占研究區(qū)未利用地總面積的31.88%和44.60%。同時(shí)，隨著坡度不斷提高，極度敏感未利用地面積呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，通過分析可知生態(tài)敏感性為極度敏感的未利用地主要分布在25°以上坡度梯度帶，面積為7 234.87 hm2，占全區(qū)極度敏感未利用地面積的66.51%，主要是由于該梯度帶的未利用地主要分布在縣域南部，且處于地質(zhì)災(zāi)害較易發(fā)生區(qū)和水土流失相對(duì)嚴(yán)重區(qū)，可適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行生態(tài)建設(shè)；生態(tài)敏感性等級(jí)較低的低度敏感未利用地主要分布在2°～6°坡度帶上，未利用地面積為3 719.88 hm2，占相應(yīng)級(jí)別未利用地總面積的33.91%，這主要是由于該坡度帶上的未利用地主要分布在縣域中部和縣城周邊，人口集中，受人類干擾影響較明顯，海拔相對(duì)較低，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率較低，可適度進(jìn)行經(jīng)濟(jì)開發(fā)。

綜上所述，隨著坡度的增大，生態(tài)敏感性等級(jí)為極度敏感的未利用地在相應(yīng)坡度梯度帶上的比重越來越大，而低度敏感的未利用地在相應(yīng)坡度梯度帶上的比重越來越小。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié) 論

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，對(duì)于土地的需求量持續(xù)增加，而未利用地資源作為重要的后備資源，在緩解土地供需矛盾方面發(fā)揮著巨大的作用，當(dāng)前學(xué)者對(duì)未利用地的研究主要集中在宜耕與宜建評(píng)價(jià)方面，而作為生態(tài)系統(tǒng)的一部分，未利用地為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定提供著重要的支撐，未利用地開發(fā)與生態(tài)保護(hù)并重，未利用地的生態(tài)敏感性研究對(duì)于區(qū)域生態(tài)保護(hù)具有重要意義。本文根據(jù)懷來縣的區(qū)域分布特點(diǎn)，選取地形地質(zhì)條件、人類活動(dòng)干擾和生境與水資源環(huán)境對(duì)未利用資源開發(fā)的生態(tài)敏感性進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明：

懷來縣的未利用地資源開發(fā)存在安全隱患。懷來縣未利用地生態(tài)敏感性等級(jí)為重度敏感和極度敏感的未利用地面積分別為19 163.18 hm2，10 876.84 hm2，分別占未利用地總面積的32.84%和18.64%，超過了研究區(qū)未利用地總面積的50.00%。從空間分布看，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為極度敏感的未利用地主要分布在官?gòu)d鎮(zhèn)、新保安鎮(zhèn)、小南辛堡鎮(zhèn)以及孫莊子鄉(xiāng)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，該區(qū)域的未利用地海拔高，坡度大，地質(zhì)災(zāi)害較易發(fā)生，人口集中程度較低，受到的人為干擾較少，可作為生態(tài)用地進(jìn)行開發(fā)利用；而生態(tài)敏感性等級(jí)為低度敏感的未利用地主要分布在存瑞鎮(zhèn)和官?gòu)d水庫(kù)，該區(qū)域的未利用地植被覆蓋度較低，海拔較低，坡度較小，地形相對(duì)平緩，水土流失強(qiáng)度較弱，不易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，可以適當(dāng)進(jìn)行建設(shè)用地與農(nóng)用地開發(fā)利用。從地形梯度角度分析，懷來縣未利用地主要分布在400～600 m 高程梯度帶以及大于25°坡度梯度帶；生態(tài)敏感性等級(jí)為低度敏感未利用地主要分布在400～600 m 和600～800 m 兩個(gè)高程梯度帶以及2°～6°和6°～15°兩個(gè)坡度梯度帶；隨著高程與坡度的增加，各地形梯度帶生態(tài)敏感性等級(jí)為極度敏感的未利用地的比重變大，由最初的14.57%和0.00%提升到49.05%和27.80%。

從評(píng)價(jià)結(jié)果中不難發(fā)現(xiàn)，懷來縣部分未利用地具有重要的生態(tài)價(jià)值，對(duì)其進(jìn)行開發(fā)利用時(shí)應(yīng)注重其開發(fā)利用的生態(tài)效益，針對(duì)不同生態(tài)敏感性等級(jí)進(jìn)行確定特有的開發(fā)利用方向。

4.2 討 論

本文以格網(wǎng)為評(píng)價(jià)單元，針對(duì)未利用地開發(fā)的生態(tài)敏感性進(jìn)行研究，將未利用地與地形因子結(jié)合，嘗試性分析了二者的關(guān)系，隨著地形變化，未利用地生態(tài)敏感性的變化狀況得到解釋，相比先前單一的未利用地開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)有一定的創(chuàng)新性，拓寬了未利用地的研究領(lǐng)域，更多的體現(xiàn)了其生態(tài)價(jià)值，對(duì)以后的未利用地開發(fā)與生態(tài)保護(hù)具有一定的借鑒意義。本研究存在其不足之處，僅僅是對(duì)未利用地開發(fā)生態(tài)敏感性的初步探討，而且多是定性分析，缺乏一定的說服力，在今后的研究中應(yīng)繼續(xù)深化對(duì)未利用地與地形因子的定量化探討，使其更好的為區(qū)域的未利用地開發(fā)提供切實(shí)可行的依據(jù)和指導(dǎo)。

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